Odliatok z tvárnej liatiny: aplikácie, vlastnosti a výrobné techniky

1. Prehľad liatiny z tvárnej liatiny

Odliatok z tvárnej liatiny, tiež známy ako tvárna liatina alebo liatina s guľôčkovým grafitom, je typ liatiny, ktorý sa vyznačuje vysokou pevnosťou, vynikajúcou ťažnosťou a odolnosťou proti nárazu. Na rozdiel od tradičnej sivej liatiny, tvárna liatina obsahuje inklúzie nodulárneho grafitu, ktoré zabraňujú šíreniu trhlín a zvyšujú húževnatosť. Je široko používaný v odvetviach vyžadujúcich odolné a všestranné komponenty.

2. Mechanické vlastnosti

Mechanické vlastnosti odliatku z tvárnej liatiny ho predurčujú na široké spektrum technických aplikácií. Medzi kľúčové vlastnosti patrí:

• Vysoká pevnosť v ťahu, typicky v rozsahu od 400 do 700 MPa.
• Vynikajúce predĺženie 10-18%, poskytuje vynikajúcu ťažnosť v porovnaní so sivou liatinou.
• Dobrá odolnosť proti únave a nárazu, vďaka čomu je spoľahlivý pri cyklickom zaťažení.
• Odolnosť proti opotrebeniu, vhodná pre komponenty vystavené treniu alebo oderu.

3. Bežné aplikácie

Liatina z tvárnej liatiny je vysoko cenená pre aplikácie, ktoré vyžadujú kombináciu pevnosti, húževnatosti a odolnosti. Bežné aplikácie zahŕňajú:

• Rúry a potrubné tvarovky pre vodovodné a kanalizačné systémy.
• Automobilové komponenty, ako sú kľukové hriadele, ozubené kolesá a časti zavesenia.
• Časti ťažkých strojov vrátane poľnohospodárskej a stavebnej techniky.
• Priemyselné ventily a telesá čerpadiel, kde je kritická odolnosť voči tlaku a opotrebovaniu.

4. Výrobné techniky

4.1 Tavenie a legovanie

Tvárna liatina sa vyrába tavením surového železa a šrotu v kupolovej alebo indukčnej peci. Na vyvolanie tvorby nodulárneho grafitu sa pridávajú legujúce prvky, ako je horčík alebo cér. Presná kontrola chemického zloženia zaisťuje konzistentné mechanické vlastnosti.

4.2 Proces odlievania

Roztavená tvárna liatina sa naleje do foriem, aby sa vytvorili komponenty rôznych tvarov a veľkostí. Bežné metódy odlievania zahŕňajú:

• Odlievanie do piesku pre veľké a zložité tvary.
• Investičný odliatok pre presné diely s hladkým povrchom.
• Tvarovanie škrupín pre stredné až malé súčiastky vyžadujúce vysokú rozmerovú presnosť.

4.3 Tepelné spracovanie

Tepelné spracovanie môže ďalej zlepšiť vlastnosti odliatku z tvárnej liatiny. Bežné úpravy zahŕňajú žíhanie na zmiernenie napätia, kalenie a popúšťanie na zvýšenie tvrdosti a pevnosti a normalizáciu na zjemnenie mikroštruktúry.

5. Porovnanie so sivou liatinou

Liatina z tvárnej liatiny ponúka významné výhody oproti tradičnej sivej liatine v mechanickom výkone. V tabuľke nižšie sú zhrnuté hlavné rozdiely: